CN111346998B - 一种带圆柱体弧形锻件的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于锻造领域，具体地说是一种带圆柱体弧形锻件的制备方法。该方法包括：(1)锻造板坯：对铸锭镦粗、拔长，并锻造成板坯；(2)热轧钢坯：对板坯进行多道次轧制得到热轧扁长钢坯；(3)局部堆积镦粗：使用局部镦粗成形装置对扁长钢坯局部位置进行多道次局部堆积镦粗，经整形及机械加工制得带圆柱体扁长钢坯；(4)热推弯成形：使用热推弯成形设备对带圆柱体扁长钢坯进行分段式弯制成形，最终得到带圆柱体弧形锻件；(5)性能热处理：成形锻件经性能热处理满足产品性能要求。本发明可较高效实现大型带圆柱体弧形锻件的成形，减少加工余量，提高材料利用率，并得到一致性良好的晶粒及组织，保证了锻件的综合性能。
Description
技术领域
本发明属于锻造领域，具体涉及一种带圆柱体弧形锻件的制备方法，具体工序包括锻造、热轧、局部堆积镦粗、热推弯成形及性能热处理，通过局部堆积镦粗成形装置对局部位置金属多道次堆积而成形圆柱体，通过分段式热推弯技术控制弧形扁钢坯主体成形，该方法适用于大型带圆柱体弧形锻件的工艺设计及制造。
背景技术
风洞是高速飞行器研发，引领空气动力学发展的科学装置，带圆柱体弧形锻件是风洞中的关键构件之一，用于支撑试验用飞行器模型，如图1(a)-(c)所示。该锻件主体1为弧形，截面为矩形，具有大宽厚比特点，在圆心角50°位置处(θ＝50°)有圆柱体2，整体形状复杂。该类锻件作为关键承载类构件，对自身强韧性及疲劳特性均具有较高要求。若采用传统自由锻方法，则需要多火次锻造，这不仅显著增加了成形难度，并且易导致晶粒组织非均匀化而影响锻件综合性能。另外，预留加工余量大也将增加制造成本。因此，该工艺方法难应用于大型带圆柱体弧形锻件制备中。
为了降低该关键构件的制造难度，保证成形质量并满足性能要求，设计出一种高效且稳定的带圆柱体弧形锻件制备工艺或方法是必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种带圆柱体弧形锻件的制备方法，以解决大型带圆柱体弧形锻件成形难度大，工艺稳定性较低等问题。该方法能通过精确控制工艺参数实现锻件一次成形，保证成形质量并降低制造成本，满足构件设计尺寸要求。
本发明的技术方案是：
一种带圆柱体弧形锻件的制备方法，包括如下步骤：
(1)锻造板坯：根据弧形锻件尺寸确定铸锭大小，经过镦粗、拔长，使钢锭心部充分锻透，切除钢锭头尾余料，并锻造制成板坯；
(2)热轧钢坯：将所得板坯加热后进行多道次轧制，经去应力退火后，去除头尾圆弧部分，制得热轧扁长钢坯；
(3)局部堆积镦粗：使用局部镦粗成形装置对扁长钢坯局部位置进行多道次局部堆积镦粗，后经整形及机械加工制得带圆柱体扁长钢坯；
(4)热推弯成形：将带圆柱体扁长钢坯装卡至热推弯成形设备上，通过液压推进系统、导向槽、集成冷却水的中频感应加热线圈、直管卡箍、角度半径调节杆进行弯制成形，一端推制一端弯制，最终制得带圆柱体弧形锻件；
(5)性能热处理：成形后的带圆柱体弧形锻件水平置于热处理托架上，装入热处理炉中进行性能热处理以满足性能要求。
所述的带圆柱体弧形锻件的制备方法，步骤(1)中，锻造板坯纵截面为矩形，其尺寸设计(单位，mm)满足：板坯长度为L(单位，mm)，厚度为D(单位，mm)，截面宽度为W，该板坯宽厚比W/D≤1:3，长厚比L/D≤1:10，锻造板坯表面经过修磨去除氧化皮。
所述的带圆柱体弧形锻件的制备方法，步骤(2)中，板坯达到热轧温度后，根据厚度D(单位，mm)，确定保温时长t＝(1.5D)/100h，多道次轧制后总下压量≥50％。
所述的带圆柱体弧形锻件的制备方法，步骤(3)中，局部堆积镦粗成形装置具有推板、半开式成形模具、可移动式中频感应加热线圈、液压缸、前导套、后导套，用于热轧扁长钢坯的装卡定位，在前导套、后导套之间设有可移动式中频感应加热线圈，以及可拆卸半开式成形模具，热轧扁长钢坯依次穿过前导套、半开式成形模具、可移动式中频感应加热线圈、后导套，局部堆积镦粗扁长钢坯的两端分别与推板、液压缸相对应，热轧扁长钢坯与推板、液压缸之间均为机械接触，通过对半开式成形模具之间的热轧扁长钢坯局部堆积镦粗，形成局部堆积镦粗扁长钢坯；
半开式成形模具为两半凹槽形对开结构，成形前分别位于热轧扁长钢坯的两侧，半开式成形模具与热轧扁长钢坯的对应面上，相对设有与热轧扁长钢坯宽度方向平齐的凹槽，相对的凹槽之间形成模腔，热轧扁长钢坯位于半开式成形模具之间的部分为加热区域，加热区域的两端分别位于模腔的外侧，可移动式中频感应加热线圈设置于半开式成形模具一侧的热轧扁长钢坯上，可移动式中频感应加热线圈所在的区域为待加热区域。
所述的带圆柱体弧形锻件的制备方法，半开式成形模具可拆卸且其数量与局部堆积镦粗次数相对应，根据镦粗圆柱半径R及板厚D决定镦粗次数n(n≥2)，其尺寸设计(单位，mm)满足：(1)wi>wi-1，wn＝2R+(5～10)，D<wi≤2R，(2)li<li-1，(3)lh＝li+(100～150)，其中：wi为模腔宽度，li为模腔长度，1≤i<n，lh为加热区域长度。
所述的带圆柱体弧形锻件的制备方法，局部堆积镦粗过程如下：
1)将扁长钢坯装卡于局部镦粗成形装置中；
2)将半开式成形模具置于加热炉中预热，待半开式成形模具达到预热温度后将其固定在热轧扁长钢坯上、待加热区域前侧；
3)将可移动式中频感应加热线圈移动至待加热区域，将待加热区域的前端加热至预定温度并保证周向温度均匀；
4)启动液压缸开关，将已加热区域向模腔中推送，同时可移动式中频感应加热线圈持续使后续待加热区域达到相同预定温度，直至整个加热区域完全进入模腔中；
5)待完成上述过程后，推板固定于热轧扁长钢坯一端，保持前导套、后导套及半开式成形模具位置，液压缸顶出使热轧扁长钢坯的加热区域金属在模腔内堆积成形，得到第一道次局部堆积镦粗位置；
6)待金属堆积充型后冷至室温，拆除模具，对第一道次局部堆积镦粗区域修形，机械加工去除多余金属，准备下一道次镦粗；
7)重复1)至6)步骤，依次得到中间道次局部堆积镦粗位置、最后一道次局部堆积镦粗位置，直至该位置尺寸满足圆柱体成形要求；
8)最终对该位置整形及机械加工制得成形后局部圆柱体，形成带圆柱体扁长钢坯。
所述的带圆柱体弧形锻件的制备方法，步骤2)中，预热温度范围为450℃～500℃；步骤3)中，预定温度不高于金属晶粒显著粗化温度；步骤4)中，推送速度与可移动式中频感应加热线圈加热速率相匹配使已加热区域在模腔中实现堆积成形；步骤5)中，顶出速度保证堆积成形过程平稳并达到成形尺寸；步骤6)中，修形后的局部堆积镦粗区域装卡于下一道次局部堆积镦粗模具中，且与感应加热线圈之间无位置干涉。
所述的带圆柱体弧形锻件的制备方法，步骤(4)中，热推弯成形设备包括液压推进系统、导向槽、集成冷却水的中频感应加热线圈、直管卡箍、角度半径调节杆，带圆柱体扁长钢坯的一端插设于导向槽，该端与液压推进系统的输出端相对应，集成冷却水的中频感应加热线圈套在带圆柱体扁长钢坯上圆柱体一侧，带圆柱体扁长钢坯的另一端插设于角度半径调节杆一端安装的直管卡箍，角度半径调节杆的另一端通过旋转轴连接固定，通过液压推进系统、导向槽、集成冷却水的中频感应加热线圈、直管卡箍、角度半径调节杆进行分段式弯制成形。
所述的带圆柱体弧形锻件的制备方法，预先在带圆柱体扁长钢坯两端焊接相同截面尺寸的辅助段，用于配合锻件主体的圆弧形弯制；弯制成形采用分段式，将集成冷却水的中频感应加热线圈套在带圆柱体扁长钢坯上圆柱体一侧，使待加热区域升至弯制温度且周向均匀后，启动液压推进系统对该段钢坯主体进行连续弯制；待成形完成后，翻转钢坯，并通过直管卡箍固定已成形段；在上述相同工艺下对圆柱体另一侧钢坯主体段进行弯制，一端推制一端弯制；最终制得带圆柱体弧形锻件。
所述的带圆柱体弧形锻件的制备方法，弯制温度以不引起金属晶粒显著粗化为准，且与推制速度、推制力相匹配使成形平稳，截面厚度变化可控；分段式弯制成形中，圆柱体两侧旋转轴不重合、非同心，以保证加工余量。
本发明的优点及有益效果是：
本发明提供了一种通过锻造、热轧、局部堆积镦粗、热推弯成形及性能热处理等工序获得带圆柱体弧形锻件的制备方法。经过热轧加工，成形前基材具有良好组织均匀性。通过设计局部镦粗成形装置能控制金属在板坯厚度方向上的流动，通过多道次堆积镦粗能较精确实现锻件主体上圆柱体的成形，在满足尺寸要求及减少加工余量的前提下，工艺过程具有质量可控及稳定性较高等优势。通过连续中频感应加热和分段式热推弯，可较高效实现弧形锻件主体成形，使得锻件各部位晶粒组织一致性良好。这有效保证了具有复杂形状大型带圆柱体弧形锻件的形性质量，从而避免传统多火次锻造中成形难度大以及加工余量大等工艺问题。
附图说明
图1(a)-(c)为一种带圆柱体弧形锻件示意图。其中：
图1(a)为主视图。
图1(b)为侧视图。
图1(c)为图1(a)中的A-A剖视图。
其中，1—锻件主体，2—圆柱体。
图2(a)-(e)为一种带圆柱体弧形锻件制备流程示意图。其中：
图2(a)为锻造板坯过程示意图。
图2(b)为热轧钢坯过程示意图。
图2(c)为局部堆积镦粗过程示意图。
图2(d)为热推弯成形示意图。
图2(e)为性能热处理示意图。
其中，3—上下平砧，4—铸锭，5—热轧扁长钢坯，6—轧辊，7—推板，8—半开式成形模具，9—局部堆积镦粗扁长钢坯，10—可移动式中频感应加热线圈，11—液压缸，12—液压推进系统，13—导向槽，14—集成冷却水的中频感应加热线圈，15—直管卡箍，16—角度半径调节杆，17—带圆柱体扁长钢坯，18—热处理炉，19—带圆柱体弧形锻件，20—热处理托架。
图3为局部镦粗成形装置示意图。
其中，7—推板，8—半开式成形模具，9—局部堆积镦粗扁长钢坯，10—可移动式中频感应加热线圈，11—液压缸，21—前导套，22—后导套。
图4为半开式成形模具示意图。
其中，5—热轧扁长钢坯，8—半开式成形模具，10—可移动式中频感应加热线圈，23—加热区域，24—模腔。
图5(a-f)为多道次局部堆积镦粗过程图。其中，
图5(a)为扁长钢坯局部位置加热示意图。
图5(b)为第一道次局部堆积镦粗成形示意图。
图5(c-d)为中间道次局部堆积镦粗成形示意图。
图5(e)为最后一道次局部堆积镦粗成形示意图。
图5(f)为整形及机械加工后圆柱体示意图。
其中，2—圆柱体，5—热轧扁长钢坯，23—加热区域，25—第一道次局部堆积镦粗位置，26—中间道次局部堆积镦粗位置，27—最后一道次局部堆积镦粗位置。
图6为热推弯成形设备示意图。
其中，12—液压推进系统，13—导向槽，14—集成冷却水的中频感应加热线圈，15—直管卡箍，16—角度半径调节杆，17—带圆柱体扁长钢坯，28—左辅助段。
图7(a-e)为热推弯成形过程图。其中：
图7(a)为装卡带圆柱体扁长钢坯至热推弯成形设备过程示意图。
图7(b)为对一段带圆柱体扁长钢坯热推弯成形过程示意图。
图7(c)为一段已弯制成形的带圆柱体扁长钢坯示意图。
图7(d)为对另一段带圆柱体扁长钢坯热推弯成形过程示意图。
图7(e)为最终带圆柱体弧形锻件示意图。
其中，1—锻件主体，2—圆柱体，12—液压推进系统，13—导向槽，14—集成冷却水的中频感应加热线圈，15—直管卡箍，16—角度半径调节杆，17—带圆柱体扁长钢坯，28—左辅助段，29—右辅助段。
图8为经多道次局部堆积镦粗后带圆柱体扁长钢坯效果图。
图9为最终带圆柱体弧形锻件成形效果图。
具体实施方式
下面，结合附图对本发明进一步详述。
如图1-图9所示，本发明带圆柱体弧形锻件的制备方法，它包括：
(1)锻造板坯：如图2(a)所示，根据弧形锻件尺寸确定铸锭4的大小，经过镦粗、拔长，使钢锭心部充分锻透，切除钢锭头尾余料，并通过上下平砧3将铸锭4锻造成板坯。板坯纵截面为矩形，设板坯长度为L(mm)，厚度为D(mm)，截面宽度为W(mm)，该板坯宽厚比W/D≤1:3，长厚比L/D≤1:10，经过超声探伤检测合格后，表面修磨去除氧化皮。
(2)热轧钢坯：如图2(b)所示，将所得板坯置于加热炉中并升至轧制温度，根据厚度D(mm)确定保温时长t＝(1.5D)/100h(小时)，随后吊至热轧机平台上，通过轧辊6进行多道次轧制至一定厚度，最终总下压量≥50％。经去应力退火后，去除头尾圆弧部分，制得热轧扁长钢坯5。
(3)局部堆积镦粗：如图2(c)、图3、图4所示，使用局部堆积镦粗成形装置对热轧扁长钢坯5局部位置进行多道次局部堆积镦粗。局部堆积镦粗成形装置，具有推板7、半开式成形模具8、可移动式中频感应加热线圈10、液压缸11、前导套21、后导套22，用于热轧扁长钢坯5的装卡定位，在前导套21、后导套22之间设有可移动式中频感应加热线圈10，以及可拆卸半开式成形模具8，热轧扁长钢坯5依次穿过前导套21、半开式成形模具8、可移动式中频感应加热线圈10、后导套22，局部堆积镦粗扁长钢坯9的两端分别与推板7、液压缸11相对应，热轧扁长钢坯5与推板7、液压缸11之间均为机械接触，通过对半开式成形模具8之间的热轧扁长钢坯5局部堆积镦粗，形成局部堆积镦粗扁长钢坯9。
如图4所示，半开式成形模具8为两半凹槽形对开结构，成形前分别位于热轧扁长钢坯5的两侧，半开式成形模具8与热轧扁长钢坯5的对应面上，相对设有与热轧扁长钢坯5宽度方向平齐的凹槽，相对的凹槽之间形成模腔24，热轧扁长钢坯5位于半开式成形模具8之间的部分为加热区域23，加热区域23的两端分别位于模腔24的外侧，可移动式中频感应加热线圈10设置于半开式成形模具8一侧的热轧扁长钢坯5上，可移动式中频感应加热线圈10所在的区域为待加热区域。
半开式成形模具8的数量与局部堆积镦粗次数相对应，根据镦粗圆柱半径R及板厚D决定镦粗次数n(n≥2)，其尺寸设计(单位，mm)满足：(1)wi>wi-1，wn＝2R+(5～10)，D<wi≤2R，(2)li<li-1，(3)lh＝li+(100～150)，其中：wi为模腔宽度，li为模腔长度，1≤i<n，lh为加热区域长度。
如图2(c)、图3、图4、图5所示，局部堆积镦粗过程如下：
首先，将热轧扁长钢坯5装卡于局部镦粗成形装置中，半开式成形模具8置于加热炉中预热至450℃～500℃，以减小镦粗过程中钢坯的温降，待半开式成形模具8达到预热温度后，将其固定在热轧扁长钢坯5上、待加热区域前侧；同时，将可移动式中频感应加热线圈10移动至待加热区域，将待加热区域的前端加热至预定温度450℃～500℃并保证周向温度均匀，该温度下成形不会引起晶粒显著粗化，见图5(a)。随后，启动液压缸11开关，以一定推送速度将加热区域23向模腔24中推送，同时可移动式中频感应加热线圈10持续使后续待加热区域达到相同预定温度，直至整个加热区域23完全进入模腔24中，该过程中调节推送速度与感应加热速率相匹配，可保证加热与装模的连续性并实现后续堆积成形。待完成上述过程后，推板7固定于热轧扁长钢坯5一端，保持前导套21、后导套22及半开式成形模具8位置，液压缸11以一定顶出速度使热轧扁长钢坯5的加热区域23金属在模腔24内堆积成形，得到如图5(b)所示第一道次局部堆积镦粗位置25。最后，待金属堆积充型后冷至室温，拆除模具，对第一道次局部堆积镦粗区域修形，机械加工去除多余金属，准备下一道次镦粗。如图5(c)～(e)所示，重复上述步骤，依次得到中间道次局部堆积镦粗位置26、最后一道次局部堆积镦粗位置27，直至该位置尺寸满足圆柱体成形要求。如图5(f)所示，最终对该位置整形及机械加工制得成形后局部圆柱体2，形成带圆柱体扁长钢坯17。
(4)热推弯成形：如图2(d)、图6所示，将带圆柱体扁长钢坯17装卡至热推弯成形设备上，热推弯成形设备包括液压推进系统12、导向槽13、集成冷却水的中频感应加热线圈14、直管卡箍15、角度半径调节杆16，带圆柱体扁长钢坯17的一端插设于导向槽13，该端与液压推进系统12的输出端相对应，集成冷却水的中频感应加热线圈14套在带圆柱体扁长钢坯17上圆柱体2一侧，带圆柱体扁长钢坯17的另一端插设于角度半径调节杆16一端安装的直管卡箍15，角度半径调节杆16的另一端通过旋转轴连接固定，通过液压推进系统12、导向槽13、集成冷却水的中频感应加热线圈14、直管卡箍15、角度半径调节杆16等装置进行分段式弯制成形。预先在带圆柱体扁长钢坯17两端焊接相同截面尺寸的辅助段(左辅助段28、右辅助段29)，用于配合锻件主体的圆弧形弯制。
如图7(a)所示，带圆柱体扁长钢坯17的一端焊接左辅助段28，将集成冷却水的中频感应加热线圈14套在带圆柱体扁长钢坯17上圆柱体2一侧，使待加热区域升至弯制温度且周向均匀后，启动液压推进系统12对该段钢坯主体进行连续弯制。如图7(b)所示，该过程中弯制温度与推制速度、推制力相匹配使成形平稳，截面厚度变化可控。如图7(c)所示，待成形完成后，翻转钢坯，并通过直管卡箍15固定已成形段。如图7(d)所示，带圆柱体扁长钢坯17的另一端焊接右辅助段29，在上述相同工艺下对圆柱体2另一侧钢坯主体段进行弯制，一端推制一端弯制。如图7(e)所示，最终制得带圆柱体弧形锻件，锻件主体1为弧形，截面为矩形，在锻件主体1具有圆柱体2。
(5)性能热处理：如图2(e)所示，将成形后的带圆柱体弧形锻件19水平置于热处理托架20上，装入热处理炉18中进行性能热处理以满足性能要求。
实施例
本实施例中，锻件为3吨级带圆柱体弧形锻件，锻件外圆弧半径R外＝2500mm，内圆弧半径R内＝1850mm，厚度D＝80mm，锻件的圆心角为125°，在圆心角45°处圆柱直径为225mm，材质为00Cr12Ni10MoTi钢。
(1)锻造板坯：选用4吨铸锭，经1220℃保温10h后，在3500吨自由锻轧机上开坯锻造，经三次镦粗三拔长变形，充分破碎枝晶并均匀组织。随后去除锻件头尾并进一步将其锻成尺寸为2900×700×185mm板坯，控制终锻温度为900℃。锻后超声探伤检测合格，表面修磨去除氧化皮。
(2)热轧钢坯：将(1)中板坯置于连续式加热炉中，采用阶梯式升温至1050～1280℃，保温3h后吊装至方扁钢连轧生产线。经立辊轧机对板坯宽度压缩，随后采用四辊轧机进行四道次轧制，控制终轧温度为1150℃，最终轧后钢坯尺寸为85×660×7000mm。将热轧扁长钢坯置于加热炉中在780℃退火8h消除轧制应力。
(3)局部堆积镦粗：将(2)中热轧扁长钢坯装卡于局部堆积镦粗成形装置中，根据板厚以及材料高温应力应变曲线，选用两道次局部堆积镦粗成形45°处圆柱体，第一道次对应模腔宽度w1＝145mm，长度l1＝300mm，加热区域长度lh＝420mm，第二道次对应模腔宽度w2＝230mm，长度l2＝250mm，加热区域长度lh＝350mm。在第一道次镦粗前，模具已预热至500℃，中频感应加热温度控制在950℃，到温后启动液压缸，选用60mm·min-1推送速度将已加热区域(宽度约50mm)向模腔中推送，后续部分一边加热一边向模腔中推送，直至加热区域完全进入模腔中。随后锁紧模具，对该区域进行堆积镦粗。待金属完全充型后，拆除模具并对该部位修形。采用与第一次镦粗相同的工艺，完成第二次镦粗成形。对镦粗部位机加工修整外形，得到如图8所示的带圆柱体扁长钢坯。
(4)热推弯成形：将(3)中带圆柱体扁长钢坯装卡在热推弯成形设备上，在两端分别焊接长1000mm同截面尺寸的碳钢辅助板坯。采用分段式热推弯，首先，对圆柱体一侧较长钢坯进行主体弯制，感应加热温度为1000℃，加热区域边缘靠近圆柱体，并利用远红外测温仪实时监测加热区域温度，温度波动控制在±25℃，已成形部位采用喷水冷却；启动液压推进系统，控制推进速度在0.1～0.2mm·s-1内，固定弯制半径为2175mm，一边加热一边弯制，直至该侧钢坯主体完成80°弯制成形。随后，吊装翻转钢坯，对另一侧钢坯主体进行45°弯制成形，而制得带圆柱体弧形锻件，如图9所示。
(5)性能热处理：将(4)中带圆柱体弧形锻件水平放置于热处理托架上，装入热处理炉中进行固溶及时效处理。
对以上3吨级带圆柱体弧形锻件进行尺寸、组织及性能检测，结果显示锻件各处晶粒度一致性良好且达到5级以上；内弧最大增厚18％，外弧最大减薄12％，均在预期范围内，外形尺寸满足设计要求；锻件主体及圆柱体各部位上的室温拉伸屈服强度测试值均在800～950MPa范围内，抗拉强度测试值均在900～1050MPa范围内。以上说明采用此方法制备具有复杂形状的大型带圆柱体弧形锻件是可行的，能够较高效保证成形质量，并获得一致性良好的晶粒及组织，锻件综合性能可达到使用要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种带圆柱体弧形锻件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)锻造板坯：根据弧形锻件尺寸确定铸锭大小，经过镦粗、拔长，使钢锭心部充分锻透，切除钢锭头尾余料，并锻造制成板坯；
(2)热轧钢坯：将所得板坯加热后进行多道次轧制，经去应力退火后，去除头尾圆弧部分，制得热轧扁长钢坯；
(3)局部堆积镦粗：使用局部镦粗成形装置对扁长钢坯局部位置进行多道次局部堆积镦粗，后经整形及机械加工制得带圆柱体扁长钢坯；
(4)热推弯成形：将带圆柱体扁长钢坯装卡至热推弯成形设备上，通过液压推进系统、导向槽、集成冷却水的中频感应加热线圈、直管卡箍、角度半径调节杆进行弯制成形，一端推制一端弯制，最终制得带圆柱体弧形锻件；
(5)性能热处理：成形后的带圆柱体弧形锻件水平置于热处理托架上，装入热处理炉中进行性能热处理以满足性能要求。
2.按照权利要求1所述的带圆柱体弧形锻件的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，锻造板坯纵截面为矩形，其尺寸设计以mm为单位满足：板坯长度为L以mm为单位，厚度为D以mm为单位，截面宽度为W，该板坯宽厚比W/D≤1:3，长厚比L/D≤1:10，锻造板坯表面经过修磨去除氧化皮。
3.按照权利要求1所述的带圆柱体弧形锻件的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，板坯达到热轧温度后，根据厚度D以mm为单位，确定保温时长t＝(1.5D)/100小时，多道次轧制后总下压量≥50％。
4.按照权利要求1所述的带圆柱体弧形锻件的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，局部堆积镦粗成形装置具有推板、半开式成形模具、可移动式中频感应加热线圈、液压缸、前导套、后导套，用于热轧扁长钢坯的装卡定位，在前导套、后导套之间设有可移动式中频感应加热线圈，以及可拆卸半开式成形模具，热轧扁长钢坯依次穿过前导套、半开式成形模具、可移动式中频感应加热线圈、后导套，局部堆积镦粗扁长钢坯的两端分别与推板、液压缸相对应，热轧扁长钢坯与推板、液压缸之间均为机械接触，通过对半开式成形模具之间的热轧扁长钢坯局部堆积镦粗，形成局部堆积镦粗扁长钢坯；
半开式成形模具为两半凹槽形对开结构，成形前分别位于热轧扁长钢坯的两侧，半开式成形模具与热轧扁长钢坯的对应面上，相对设有与热轧扁长钢坯宽度方向平齐的凹槽，相对的凹槽之间形成模腔，热轧扁长钢坯位于半开式成形模具之间的部分为加热区域，加热区域的两端分别位于模腔的外侧，可移动式中频感应加热线圈设置于半开式成形模具一侧的热轧扁长钢坯上，可移动式中频感应加热线圈所在的区域为待加热区域。
5.按照权利要求4所述的带圆柱体弧形锻件的制备方法，其特征在于，半开式成形模具可拆卸且其数量与局部堆积镦粗次数相对应，根据镦粗圆柱半径R及板厚D决定镦粗次数n，n≥2，其尺寸设计以mm为单位满足：(1)wi>wi-1，D<wi≤2R，(2)li<li-1，(3)lh＝li+(100～150)，其中：wi为模腔宽度，li为模腔长度，1≤i<n，lh为加热区域长度。
6.按照权利要求4或5所述的带圆柱体弧形锻件的制备方法，其特征在于，局部堆积镦粗过程如下：
1)将扁长钢坯装卡于局部镦粗成形装置中；
2)将半开式成形模具置于加热炉中预热，待半开式成形模具达到预热温度后将其固定在热轧扁长钢坯上、待加热区域前侧；
3)将可移动式中频感应加热线圈移动至待加热区域，将待加热区域的前端加热至预定温度并保证周向温度均匀；
4)启动液压缸开关，将已加热区域向模腔中推送，同时可移动式中频感应加热线圈持续使后续待加热区域达到相同预定温度，直至整个加热区域完全进入模腔中；
5)待完成上述过程后，推板固定于热轧扁长钢坯一端，保持前导套、后导套及半开式成形模具位置，液压缸顶出使热轧扁长钢坯的加热区域金属在模腔内堆积成形，得到第一道次局部堆积镦粗位置；
6)待金属堆积充型后冷至室温，拆除模具，对第一道次局部堆积镦粗区域修形，机械加工去除多余金属，准备下一道次镦粗；
7)重复1)至6)步骤，依次得到中间道次局部堆积镦粗位置、最后一道次局部堆积镦粗位置，直至该位置尺寸满足圆柱体成形要求；
8)最终对该位置整形及机械加工制得成形后局部圆柱体，形成带圆柱体扁长钢坯。
7.按照权利要求6所述的带圆柱体弧形锻件的制备方法，其特征在于，步骤2)中，预热温度范围为450℃～500℃；步骤3)中，预定温度不高于金属晶粒显著粗化温度；步骤4)中，推送速度与可移动式中频感应加热线圈加热速率相匹配使已加热区域在模腔中实现堆积成形；步骤5)中，顶出速度保证堆积成形过程平稳并达到成形尺寸；步骤6)中，修形后的局部堆积镦粗区域装卡于下一道次局部堆积镦粗模具中，且与感应加热线圈之间无位置干涉。
8.按照权利要求1所述的带圆柱体弧形锻件的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，热推弯成形设备包括液压推进系统、导向槽、集成冷却水的中频感应加热线圈、直管卡箍、角度半径调节杆，带圆柱体扁长钢坯的一端插设于导向槽，该端与液压推进系统的输出端相对应，集成冷却水的中频感应加热线圈套在带圆柱体扁长钢坯上圆柱体一侧，带圆柱体扁长钢坯的另一端插设于角度半径调节杆一端安装的直管卡箍，角度半径调节杆的另一端通过旋转轴连接固定，通过液压推进系统、导向槽、集成冷却水的中频感应加热线圈、直管卡箍、角度半径调节杆进行分段式弯制成形。
9.按照权利要求8所述的带圆柱体弧形锻件的制备方法，其特征在于，预先在带圆柱体扁长钢坯两端焊接相同截面尺寸的辅助段，用于配合锻件主体的圆弧形弯制；弯制成形采用分段式，将集成冷却水的中频感应加热线圈套在带圆柱体扁长钢坯上圆柱体一侧，使待加热区域升至弯制温度且周向均匀后，启动液压推进系统对该段钢坯主体进行连续弯制；待成形完成后，翻转钢坯，并通过直管卡箍固定已成形段；在上述相同工艺下对圆柱体另一侧钢坯主体段进行弯制，一端推制一端弯制；最终制得带圆柱体弧形锻件。
10.按照权利要求8所述的带圆柱体弧形锻件的制备方法，其特征在于，弯制温度以不引起金属晶粒显著粗化为准，且与推制速度、推制力相匹配使成形平稳，截面厚度变化可控；分段式弯制成形中，圆柱体两侧旋转轴不重合、非同心，以保证加工余量。
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